Hallo Peter Paul,
Vorbemerkungen:
1.) Zum Zeitpunkt des Last Scatterings entspricht der Teilchenhorizont etwa 1,4 Grad in unserer Aufnahme des CMB. Materie war somit in seiner Ausbreitung auf diesen engen Korridor begrenzt.
2.) Die Dichtefluktuationen haben ihren Ursprung in der kosmischen Inflation, demnach sollten sie nahezu skaleninvariant sein.
Nun zu Ihrer Frage:
Photonen, die sich aus dichteren Bereichen zu uns auf den Weg gemacht haben, waren grundsätzlich etwas energiereicher. Das Entkommen aus einer dichteren Region hat den Photonen aber auch mehr Energie abverlangt. Tatsächlich dominiert der letztere Effekt, dh. heißere Regionen im CMB (rot) repräsentieren geringere Dichte bei z=1089 (zum Zeitpunkt der Rekombination).
Auf Skalen unterhalb von einem Grad spielen Relikte der sog. baryonischen akustischen Oszillationen eine wesentliche Rolle. Das ist nicht in zwei Sätzen zu erklären, deshalb kopiere ich Ihnen die Passage aus unserem Buch - ich hoffe, das hilft Ihnen weiter:
Nahe am Urknall waren Strahlung, baryonische und Dunkle Materie homogen im Raum verteilt. Durch fortwährende Stöße hielten sie ein einheitliches Temperaturniveau. Diesen Zustand bezeichnet man als »thermodynamisches Gleichgewicht«.
Die Expansion des Universums verringert die Temperatur kontinuierlich und lässt die Entfernungen anwachsen. Ihr Gegenspieler ist die Gravitation – sie wirkt auf alle Bestandteile des Universums, ihr Ziel ist die Verdichtung. Die Spielfiguren in diesem kosmischen Wettkampf sind sehr unterschiedlich – die Materie hat es gern gemütlich, während die Photonen mit ihrer hohen Geschwindigkeit Hektik verbreiten. Solange die baryonische Materie im Plasmazustand vorlag, wurde sie von der Hintergrundstrahlung isotrop – also von jedem Punkt ausgehend in alle Richtungen gleichermaßen – in unzähligen Wechselwirkungen vor sich hergetrieben.
Die Dunkle Materie ließ sich von diesem Treiben nicht beeindrucken. Sie wechselwirkte zwar gravitativ mit der davoneilenden baryonischen Materie, akzeptierte aber zunächst, dass die Strahlung das Geschehen dominierte. Erst als die baryonische Materie so weit enteilt und somit der Strahlungsdruck lokal weit genug abgefallen war, gewann die gravitative Anziehung wieder die Oberhand. Die Dichte der Materie und an sie gekoppelt die Photonendichte stiegen wieder an, bis der Strahlungsdruck hoch genug war, um das Spiel von neuem beginnen zu lassen. Erst mit dem last scattering fanden diese sogenannten baryonischen akustischen Oszillationen ein plötzliches Ende. Baryonische Materie und kosmische Hintergrundstrahlung gingen von nun an getrennte Wege. Die Gravitation zwischen sichtbarer und Dunkler Materie obsiegte ein letztes Mal, und die Strukturbildung nahm ihren Lauf. Gerade rechtzeitig, da die Expansion des Universums unaufhaltsam das erzeugt, was die Gravitation am meisten schwächt: Entfernung.
Der weitere Verlauf wird nun davon bestimmt, wie im kosmischen Tauziehen der Gravitation und der Expansion die Kräfte verteilt sind. Mitten hinein in dieses kosmische Treiben erstellen wir nun mit Hilfe unserer Satellitenmissionen ein Bild des kosmischen Mikrowellenhintergrunds – eine Momentaufnahme des frühen Universums. Dummerweise sehen wir darin nur die Photonen der Hintergrundstrahlung. Wir kennen jedoch ihre Anzahl und ihre Temperatur. Die Temperaturschwankungen verraten uns die Dichteschwankungen der Materie. Photonen, die einem dichteren Bereich entkommen mussten, wurden dabei stärker rotverschoben. Die Temperaturkarte der Photonen lässt sich dadurch in eine Positionskarte der Materie übersetzen. Wenn wir darin bestimmen, wie viel Strecke die baryonische Materie im Tauziehen zwischen Strahlungsdruck und Gravitation der Dunklen Materie im Mittel zurückgelegt hat, können wir die Menge der dazu passenden Dunklen Materie berechnen. Statistisch erscheint uns diese Strecke heute unter einem Beobachtungswinkel von 1 Grad. Demnach gibt es mindestens fünfmal mehr Dunkle als sichtbare Materie im Universum.
